[发明专利]一种带有水轮泵的水源热泵空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有水轮泵的水源热泵空调系统，水轮泵由水泵和水轮机两部分组成。本发明利用水轮机将水的位能转化为机械能，带动连接水轮机转轮，并通过连接水泵和水轮机的轴带动水泵的叶轮转动，从而为水源热泵系统的水循环提供动力。应用于采用水源热泵作为冷热源的建筑空气调节工程中。

背景技术

进入二十一世纪，能源紧缺已经成为各国经济发展的世界性难题。随着经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，对室内空气品质的要求也越来越高。利用空调改善室内环境的同时，也带来了能耗和污染等问题。因此，开发利用清洁能源的可持续发展的暖通空调技术非常迫切。水源热泵空调技术是一项具有节能和环保意义的应用技术。水源热泵可以采用各种水体，包括地表水、地下水和污水作为热泵的热源和热汇，冬季吸取水体中的热量，供给室内采暖，夏季吸取室内热量，释放到水体中。

水源热泵系统通常存在水源热泵机房与水体表面高差偏大的问题，有些项目的高差甚至达到100米。因此必须利用水泵提升水到机房，在机房换热后又排回水体当中。在这个过程中存在水的位能损失，它耗去了循环水泵较多的电能，降低了水源热泵系统的能效，使水源热泵系统的推广受限。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种提高能源利用效率，利用水轮泵转化水的位能为机械能，为水源热泵系统的水循环提供动力的水源热泵空调系统。

本发明的目的是这样实现的：一种带有水轮泵的水源热泵空调系统，该系统包括取水泵、水源热泵机组、取水管、机组进水管和机组出水管；其特征在于取水泵进口连接取水管并装有蝶阀，取水泵出口通过止回阀连接机组进水管；机组进水管上设有蝶阀，并在蝶阀的进、出口处分别设有与水泵相连的水泵进水管和水泵回水管；水泵进水管的管路上安装蝶阀，水泵回水管的管路上安装止回阀；水源热泵机组的进、出口分别与机组进水管和机组出水管连接；机组出水管连接定压水池的进口，定压水池的出口连接水轮机进水管，水轮机进水管上安装蝶阀；水轮机安装于蜗壳中，蜗壳的进口通过蜗壳进水接头连接水轮机进水管，蜗壳出口连接尾水管。

本发明的工作方式为：利用水轮泵回收水源热泵机组排水的部分位能，转化为机械能后对水源热泵机组进水做功，以提高能源利用效率。本发明中的水轮泵由于靠回收的位能做功，只能提供部分可供系统使用的能量，因此要配合本发明中的取水泵装置联合运行提供给系统足够的能量。取水泵类型根据水体的水位变化进行选择：对一年中不同时间水位固定或变化微小的水体选用定频水泵；对一年中不同时间水位变化较大的水体选用变频水泵，稳定系统运行。

水轮泵是水轮机与水泵通过轴结合为一体的输水泵，又称水力抽水机。水轮机由转轮导水器和进出接口等组成；水泵由叶轮、泵体、泵盖和进出接口等组成。水轮机进出口压差驱动水轮机转轮转动，并通过轴带动水泵叶轮，从而把水的位能转化为机械能。水轮泵完全靠水力作用运转，不需其它动力，凡有水位落差的地方都可使用。

本发明的有益效果是：水轮泵设备构造简单、无电动机，易损件少，体积小，重量轻；通过水源热泵回水对水轮机叶片的冲击，将水的位能转化为机械能传递给水泵使其做功，回收位能，节约能耗；将水轮机安装于蜗壳中，提高了水力稳定性。本发明安装简便，可广泛应用于江、河、湖、海、污水、地下水等各类水源热泵、冷却换热工程，及其他开式的循环水系统。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为本发明中水轮泵的结构示意图。

图3为本发明中水轮泵接管示意图

图4为本发明中水泵俯视结构示意图。

图5为本发明中蜗壳俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种带有水轮泵的水源热泵空调系统，该系统包括取水泵4、水轮泵(包括水泵1和水轮机2)、水源热泵机组5、定压水池6、取水管7和排水管13。取水泵4进口连接取水管7、取水泵4出口连接机组进水管10，并安装止回阀15。机组进水管10安装蝶阀16，并在蝶阀16进、出口处分别与水泵进水管8、水泵出水管9连接。水泵1进口连接水泵进水管8，并安装蝶阀17；水泵出口连接水泵回水管9，并安装止回阀18。水源热泵机组进、出口分别与机组进水管10、机组出水管11连接。定压水池6进口连接机组出水管11，定压水池6出口连接水轮机进水管12，并安装蝶阀19。水轮机2安装于蜗壳3中，蜗壳3的进口通过蜗壳进水接头连接水轮机进水管12，蜗壳出口连接尾水管13。图中箭头所指方向为水流方向。